化學(xué)工藝流程

1、專題12化學(xué)工藝流程題解題策略制作人：張立慶 審核人：姬忠香 使用時間：2014.4.14復(fù)習(xí)目標(biāo):能夠通過對自然界、生產(chǎn)、生活和科學(xué)實(shí)驗中化學(xué)現(xiàn)象以及相關(guān)模型、圖形和圖表等的觀察，獲取有關(guān)的感性知識和印象，并運(yùn)用分析、比較、概括、歸納等方法對所獲取的信息進(jìn)行初步加工和應(yīng)用的能力；能夠敏捷、準(zhǔn)確的獲取試題所給的相關(guān)信息，并與已有知識整合，在分析評價的基礎(chǔ)上應(yīng)用新信息的能力。主干知識整合一、原料預(yù)處理常見考點(diǎn)（1）研磨（粉碎）：將顆粒狀物質(zhì)磨成粉末狀，目的是增大接觸面積，加快反應(yīng)速率。（2）煅燒（灼燒、焙燒）：高溫下使固體分解、反應(yīng)，將不易轉(zhuǎn)化的物質(zhì)轉(zhuǎn)為容易提取的物質(zhì)：如海帶中提取碘等，或改變晶

2、體結(jié)構(gòu)（3）浸出：固體加入水或酸溶解得到離子。浸取：酸浸：指在酸溶液中反應(yīng)使可溶金屬離子進(jìn)入溶液，不溶物通過過濾除去溶解的過程。酸作用：溶解、去氧化物（膜）、調(diào)節(jié)PH促進(jìn)水解（沉淀）堿作用：去油污，去鋁片氧化膜，溶解鋁、二氧化硅，調(diào)節(jié)PH促進(jìn)水解（沉淀） 水溶、有機(jī)溶：與水或醇等反應(yīng)或溶解（4）控制溫度A加熱，加快反應(yīng)速率或加速某固體的溶解B防止物質(zhì)溫度過高時分解或揮發(fā)，或達(dá)到沸點(diǎn)揮發(fā)C使催化劑的活性達(dá)到最高D降溫或減壓，減少能源成本，降低對設(shè)備的要求，達(dá)到綠色化學(xué)的目的二、分離與提純常見考點(diǎn)1.結(jié)晶結(jié)晶的幾種方法：（1）、當(dāng)溶液是單一溶質(zhì)時 所得晶體不帶結(jié)晶水（如NaCl、K NO3）： 蒸

3、發(fā)、結(jié)晶所得晶體帶結(jié)晶水：蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，過濾（2）當(dāng)溶液中有兩種或以上溶質(zhì)時要得到溶解度受溫度影響小的溶質(zhì)：濃縮（結(jié)晶），趁熱過濾 要得到溶解度受溫度影響大的： 蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶2. 氧化劑：氧化某物質(zhì)，轉(zhuǎn)化為易于被除去（沉淀）的離子控制PH值：促進(jìn)某離子水解，使其沉淀，利于過濾分離煮 沸：促進(jìn)水解，聚沉后利于過濾分離；除去溶解在溶液中的氣體，如氧氣趁熱過濾：減少結(jié)晶損失；提高純度 3.核心反應(yīng)常見考點(diǎn)4.其他：（1）成本：原料價格、能耗控制、循環(huán)利用 （2）環(huán)保：綠色化學(xué)核心自查正誤判斷，正確的劃“”，錯誤的劃“×”(1)加入明礬、硫酸鐵等物質(zhì)能凈化水質(zhì)，可使海水變?yōu)榈?/p>

4、 ）(2)陽離子交換膜法電解飽和食鹽水往陰極室加入含少量NaOH的水溶液以增強(qiáng)導(dǎo)電性（ ）(3)接觸法制H2SO4時應(yīng)采用高壓條件提高SO2的轉(zhuǎn)化率（ ）、 (4)工業(yè)合成氨時可通過大幅度提高原料氣中氮?dú)獾谋壤齺硖岣邭錃廪D(zhuǎn)化率（ ）(5)復(fù)合材料是由基體和增強(qiáng)體兩部分組成的，合金是復(fù)合材料的一種（ ）(6)鋼鐵制品銹蝕主要是因為鋼鐵中含有碳而發(fā)生原電池反應(yīng)，因此生鐵煉鋼時要盡可能完全除去生鐵中的碳（ ）(7)通過石油蒸餾可獲得純凈物汽油（ ）(8)生產(chǎn)、生活中努力實(shí)現(xiàn)資源的循環(huán)利用，符合節(jié)能降耗的宗旨（ ）例題講解例題1廢舊硬質(zhì)合金刀具中含碳化鎢(WC)、金屬鈷(Co)及少量雜質(zhì)鐵，利用電解法

5、可回收WC和Co。工藝流程簡圖如下：(1)電解時廢舊刀具作陽極，不銹鋼作陰極，HCl溶液為電解液。陰極主要的電極反應(yīng)式為_。(2)凈化步驟所得濾餅的主要成分是_?；厥盏南礈煲捍嫠渲齐娊庖?，目的是回收利用其中的_。(3)溶液的主要成分是_。洗滌CoC2O4不充分對最終產(chǎn)品純度并無明顯影響，但焙燒時會造成環(huán)境污染，原因是_。(4)將Co2O3還原成Co粉的化學(xué)反應(yīng)方程式為_。例題2：隨著材料科學(xué)的發(fā)展，金屬釩及其化合物得到了越來越廣泛的應(yīng)用，并被譽(yù)為“合金維生素”。工業(yè)上回收廢釩催化劑（含有V2O5、VOSO4、K2SO4、SiO2）中釩的主要流程如下：廢釩催化劑粉碎、水浸 過濾濾渣1濾液Na

6、2SO3/H2SO4還原、過濾濾渣2濾液有機(jī)萃取劑萃取含VO2+有機(jī)層硫酸溶液反萃取含VO2+和SO42的水層KClO3氧化(VO2)2SO4氨水調(diào)pHNH4VO3焙燒V2O5NH3已知：（1）V2O5和NH4VO3均為難溶物，VOSO4和(VO2)2SO4均為易溶物。（2） 2VO2+H2C2O4+2H+ = 2VO2+ + 2CO2+ 2H2O回答下列問題：（1）步驟前，粉碎的目的是_。（2）步驟中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_。（3）步驟的變化過程可簡化為(HA表示有機(jī)萃取劑)：VOSO4 (水層)+ 2HA（有機(jī)層）VOA2(有機(jī)層）+ H2SO4(水層)，則步驟中可選擇硫酸作反萃取的原因是

7、_。（4）用硫酸酸化的H2C2O4溶液滴定(VO2)2SO4溶液，以測定操作后溶液中含釩量的步驟為：取10.0mL0.1mol/LH2C2O4溶液于錐形瓶中，加入指標(biāo)劑，將待測液盛放在滴定管中，滴定到終點(diǎn)時，消耗待測液的體積為10.0mL，由此可知(VO2)2SO4溶液釩元素的含量為_g/L。（5）V2O5可用金屬(如Ca、Al)熱還原法獲得釩，則金屬鋁熱還原制得釩的化學(xué)方程式為_?？碱}再現(xiàn)：1（2007山東高考）氯堿工業(yè)中，通過電解飽和食鹽水獲得重要的化工原料。其中氯氣用途十分廣泛，除用于凈水、環(huán)境消毒外，還用于生產(chǎn)鹽酸、聚氯乙烯、氯苯等。（1）該反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。氯氣用于生產(chǎn)半導(dǎo)體材料

8、硅的流程如下：高溫加熱氯氣高溫焦炭石英砂粗硅四氯化硅氫氣純硅石英砂的主要成分是 ，在制備粗硅時，焦炭的作用是 。粗硅與氯氣反應(yīng)后得到的液態(tài)四氯化硅中?；煊幸恍╇s質(zhì)，必須進(jìn)行分離提純。其提純方法為 。由四氯化硅得到高純硅的化學(xué)方程式是 。（2）用于制造塑料薄膜、人造革、塑料管材和板材的聚氯乙烯（PVC塑料）就是以氯氣和乙烯為主要原料通過 、裂解和 三步主要反應(yīng)生產(chǎn)的。生產(chǎn)聚氯乙烯 的有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。（3）上述兩種生產(chǎn)過程可得到同一種副產(chǎn)品，該副產(chǎn)品是 。2.（2009山東高考）孔雀石主要含Cu2(OH)2CO3,還含少量Fe、Si的化合物。實(shí)驗室以孔雀石為原料制備CuSO4·

9、5H2O及CaCO3，步驟如下：請回答下列問題：（1）溶液A的金屬離子有Cu2+、Fe2+、Fe3+。從下列所給試劑中選擇：實(shí)驗步驟中試劑為（填代號），檢驗溶液A中Fe3+的最佳試劑為（填代號）。a.KMnO4b.(NH4) 2S c.H2O2 d.KSCN（2）由溶液C獲得CuSO4·5H2O，需要經(jīng)過加熱蒸發(fā)、過濾等操作。除燒杯、漏斗外，過濾操作還用到另一玻璃儀器，該儀器在此操作中的主要作用是。（3）制備CaCO3時，應(yīng)向CaCl2溶液中選通入（或先加入）（填化學(xué)式）。若實(shí)驗過程中有氨氣逸出，應(yīng)選用下列裝置回收（填代號）。（4）欲測定溶液A中Fe2+的濃度，需要用容量瓶配制某標(biāo)準(zhǔn)

10、溶液，定容時視線應(yīng)，直到。用KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定時應(yīng)選用滴定管（填“酸式”或“堿式”）。2.（08年山東高考）食鹽是日常生活的必需品，也是重要的化工原料。粗食鹽常含有少量K+、Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-等雜質(zhì)離子，實(shí)驗室提純NaCl的流程如下：提供的試劑：飽和Na2CO3溶液 飽和K2CO3溶液 NaOH溶液 BaCl2溶液 Ba(NO3)2溶液 75%乙醇 四氯化碳欲除去溶液中的Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-離子，選出a所代表的試劑，按滴加順序依次為 （只填化學(xué)式）。洗滌除去NaCl晶體表面附帶的少量KCl，選用的試劑為 。用提純的NaCl配制500mL4.00 m

11、ol·L-1NaCl溶液，所用儀器除藥匙、玻璃棒外還有 （填儀器名稱）。電解飽和食鹽水的裝置如圖所示，若收集的H2為2L，則同樣條件下收集的Cl2 (填“”、“”或“”)2L，原因是 。裝置改進(jìn)后，可用于制備NaOH溶液，若測定溶液中NaOH的濃度，常用的方法為 。實(shí)驗室制備H2和Cl2通常采用下列反應(yīng)：ZnH2SO4=ZnSO4H2，MnO24HCl(濃)MnCl2Cl22H2O據(jù)此，從下列所給儀器裝置中選擇制備并收集H2的裝置 （填代號）和制備并收集干燥、純凈Cl2的裝置 （填代號）。可選用制備氣體的裝置：能力提升：1.(18分)亞氯酸鈉(NaClO2)是一種強(qiáng)氧化性漂白劑，廣泛

12、用于紡織、印染和食品工業(yè)。它在堿性環(huán)境中穩(wěn)定存在。工業(yè)設(shè)計生產(chǎn)NaC1O2的主要流程如下：(1)A的化學(xué)式是_，裝置III中A在_極區(qū)產(chǎn)生。(2)II中反應(yīng)的離子方程式是_。(3)通電電解前，檢驗III中陰離子的方法和步驟是_。(4)為防止II中制各的NaC1O2被還原成NaCl，應(yīng)選合適的還原劑，除雙氧水外，還可以選擇的還原劑是_(填字母編號)。aNa2O2 bFeC12 cNa2S(5)常溫時，HClO2的電離平衡常數(shù)Ka=107×10-2mol·L-1，II中反應(yīng)所得NaC1O2溶液(含少量NaOH)的pH=13，則溶液中=_。(6)氣體a、b與氫氧化鈉溶液可構(gòu)成燃料

13、電池，用該電池電解200 mL，0 5 mol的溶液生成銅32 g，此時所得溶液中離子濃度由大到小的順序是_。2.（2014皖南八校二次聯(lián)考)（15分）安徽凹山鐵礦坐落在馬鞍山境內(nèi)，礦床屬于陸相火山一侵入巖型鐵礦床，俗稱“玢巖型”鐵礦，是馬鋼重要的礦區(qū)之一。鐵礦中被稱為紅簾石的鐵礦含錳量高，錳是冶煉錳鋼的重要原料。紅簾石主要成分有磁鐵礦Fe3O4、菱鐵礦FeCO3、錳礦（MnO2和MnCO3）石棉Mg3Si3O7(OH)4等。工業(yè)上將紅簾石處理后運(yùn)用陰離子膜電解法的新技術(shù)提取金屬錳并制的綠色高效水處理劑（K2FeO4）。工業(yè)流程如下：（1）工業(yè)上為提高稀硫酸浸取效率一般采取的措施是（任意寫兩種方法） （2）石棉化學(xué)式為Mg3Si3O7(OH)4也可以表示成氧化物形式，氧化物表達(dá)式為 。（3）已知不同金屬離子生成氫氧化物沉淀所需的pH如下表：離子Fe3+Al3+Fe2+Mn2+Mg2+開始沉淀的p